El politetrafluoroetilè (tefló o PTFE) té una excel·lent estabilitat química, resistència a la corrosió, segellat, alta lubricació i antiadherència, aïllament elèctric i bona resistència a l'envelliment. S'utilitza principalment en canonades resistents a la corrosió, contenidors, bombes, vàlvules, radars, equips de comunicació d'alta freqüència, equips de ràdio, etc. amb requisits d'alt rendiment.
Propietats dels materials
Densitat 2,2 g/cm3
Mòdul de Young 0,5 Gpa
Límit elàstic 23 MPa
Punt de fusió ~ 327 graus
El politetrafluoroetilè [PTFE, F4] és un dels materials resistents a la corrosió del món actual, per la qual cosa es coneix com el "rei dels plàstics". Es pot utilitzar en qualsevol tipus de medi químic durant molt de temps, i la seva producció ha resolt molts problemes a la indústria química, petroli, farmacèutica i altres camps del meu país. Segells, juntes i juntes de PTFE. Els segells, juntes i juntes de PTFE estan modelats amb resina de PTFE polimeritzada en suspensió. En comparació amb altres plàstics, el PTFE té una excel·lent resistència a la corrosió química i resistència a la temperatura. S'ha utilitzat àmpliament com a material de segellat i material de farciment. El PTFE és un polímer de tetrafluoroetilè. L'abreviatura anglesa és PTFE. El nom comercial és "Teflon". Conegut com el "rei dels plàstics". L'estructura bàsica del politetrafluoroetilè és. - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF{2 - CF2 - CF{2 - CF2 - CF 2 - CF2 -. El politetrafluoroetilè s'utilitza àmpliament en diverses aplicacions que requereixen resistència als àcids, àlcalis i dissolvents orgànics. No és tòxic per als humans, però el perfluorooctanoat (PFOA), una de les matèries primeres utilitzades en el procés de producció, es considera potencialment cancerígen.
El politetrafluoroetilè (tefló o PTFE), conegut comunament com el "rei dels plàstics", té noms comercials xinesos com ara "tefló", "tefló", "tefló", "tefló", etc. És un compost polimèric fet de tetrafluoroetilè i té una excel·lent estabilitat química, resistència a la corrosió, segellat, alta lubricació i antiadherència, aïllament elèctric i bona resistència a l'envelliment. Pot funcionar durant molt de temps a temperatures de +250 graus a -180 graus . Excepte el sodi de metall fos i el fluor líquid, és resistent a tots els altres productes químics i no canvia quan es bull a l'aigua regia.
S'utilitza com a plàstic d'enginyeria, es pot convertir en tubs de PTFE, barres, tires, plaques, pel·lícules, etc. Generalment s'utilitza en canonades resistents a la corrosió, contenidors, bombes, vàlvules, radars, equips de comunicació d'alta freqüència, equips de ràdio, etc. que requereixen un alt rendiment. La dispersió es pot utilitzar com a líquid d'impregnació aïllant per a diversos materials i com a recobriment anticorrosió a les superfícies de metall, vidre i ceràmica. Diversos anells de PTFE, juntes de PTFE, embalatge de PTFE, etc. s'utilitzen àmpliament en diversos tipus de segells de brida de canonades anticorrosió. A més, també es pot utilitzar per filar fibra de politetrafluoroetilè - fluoronon (el nom comercial estranger és tefló).
Actualment, diversos tipus de productes de PTFE han jugat un paper decisiu en els camps econòmics nacionals, com ara la indústria química, maquinària, electrònica, aparells elèctrics, indústria militar, aeroespacial, protecció del medi ambient i ponts.
Condicions d'ús del politetrafluoroetilè (PTFE) indústria química, petroquímica, refinació del petroli, clor-àlcali, producció d'àcids, fertilitzants fosfats, productes farmacèutics, pesticides, fibra química, tintura, coquització, gas, síntesi orgànica, fosa no ferrosa, acer, energia atòmica i producció de productes d'alta puresa (com l'electròlisi de membrana iònica), transport i operació de material viscós, alimentació, begudes i altres departaments de processament i producció amb requisits d'higiene molt estrictes.
Àcid fluorhídric mitjà, àcid fosfòric, àcid sulfúric, àcid nítric, àcid clorhídric, diversos àcids orgànics, dissolvents orgànics, oxidants forts i altres mitjans químics altament corrosius.
Temperatura -20~250 graus , que permet un refredament i un escalfament sobtats, o un funcionament alternatiu en fred i calent. -20-250 grau (-4-+482 grau F)
Pressió -0.1-6.4Mpa (Buit total fins a 64kgf/cm2) -0.1-6.4Mpa (Buit total fins a 64kgf/cm2) Resistència a altes temperatures: la temperatura de funcionament arriba als 250 graus.
Resistència a baixa temperatura: té una bona tenacitat mecànica; encara que la temperatura baixi a -196 graus, pot mantenir un 5% d'allargament. Resistència a la corrosió: inert a la majoria de productes químics i dissolvents, resistent a àcids forts i àlcalis, aigua i diversos dissolvents orgànics. Resistent a la intempèrie: té la vida d'envelliment dels plàstics. Alta lubricació: té el coeficient de fricció més baix entre els materials sòlids.
Antiadherent: és la tensió superficial més petita d'un material sòlid i no s'adhereix a res.
No tòxic: implantació a llarg termini fisiològicament inert al cos com a vasos sanguinis i òrgans artificials sense reaccions adverses.
El pes molecular relatiu del politetrafluoroetilè és relativament gran, que va des de centenars de milers fins a més de 10 milions i, en general, milions (el grau de polimerització és de l'ordre de 104, mentre que el polietilè només és de 103). En general, la cristalinitat és del 90 al 95% i la temperatura de fusió és de 327 a 342 graus. Les unitats CF2 de la molècula de politetrafluoroetilè estan disposades en forma de ziga-zaga. Atès que el radi de l'àtom de fluor és lleugerament més gran que el de l'hidrogen, les unitats CF2 adjacents no poden estar completament orientades a la creu, sinó que formen una cadena retorçada en espiral, que està gairebé coberta pels àtoms de fluor. a la superfície de tota la cadena polimèrica. Aquesta estructura molecular explica les diferents propietats del PTFE. Quan la temperatura és inferior a 19 graus, es forma una hèlix 13/6; a 19 graus, es produeix un canvi de fase i les molècules es desenrotllen lleugerament per formar una hèlix 15/7.
Tot i que la ruptura dels enllaços carboni-carboni i els enllaços carboni-fluor en els perfluorocarburs requereix una absorció d'energia de 346,94 i 484,88 kJ/mol respectivament, la despolimerització del politetrafluoroetilè per generar 1 mol de tetrafluoroetilè només requereix 171,38 kJ d'energia. Per tant, durant el craqueig a alta temperatura, el politetrafluoroetilè es despolimeritza principalment en tetrafluoroetilè. Les taxes de pèrdua de pes (%) del politetrafluoroetilè a 260, 370 i 420 graus són 1×10-4, 4×10-3 i 9×10-2 per hora respectivament. Es pot veure que el PTFE es pot utilitzar durant molt de temps a 260 graus. Com que també es produeixen subproductes altament tòxics com el fluorofosgen i el perfluoroisobutilè durant el craqueig a alta temperatura, s'ha de prestar especial atenció a la protecció de seguretat i a evitar que el politetrafluoroetilè entri en contacte amb flames obertes.
Propietats mecàniques El seu coeficient de fricció és extremadament petit, només 1/5 del polietilè, que és una característica important de la superfície de perfluorocarboni. I com que la força intermolecular entre les cadenes de fluor i carboni és extremadament baixa, el politetrafluoroetilè no és enganxós.
No es fon a una temperatura de 250 graus i no es torna trencadissa a una temperatura molt baixa de -260 graus. El PTFE és extremadament suau, fins i tot el gel no es pot comparar amb ell; les seves propietats d'aïllament són especialment bones, una pel·lícula tan gruixuda com el paper de diari és suficient per suportar un alt voltatge de 1500V.
El PTFE manté excel·lents propietats mecàniques en un ampli rang de temperatures de -196 a 260 graus. Una de les característiques dels polímers de perfluorocarboni és que no són fràgils a baixes temperatures.
Resistència química i resistència a la intempèrie Excepte els metalls alcalins fosos, el PTFE gairebé no es corroeix per cap agent químic. Per exemple, quan es bull en àcid sulfúric concentrat, àcid nítric, àcid clorhídric o fins i tot aqua regia, el seu pes i el seu rendiment es mantenen sense canvis. També és gairebé insoluble en tots els dissolvents i només és lleugerament soluble en tots els alcans per sobre de 300 graus (uns 0,1 g/100 g). El PTFE no absorbeix la humitat, és no inflamable i és extremadament estable a l'oxigen i als raigs ultraviolats, per la qual cosa té una excel·lent resistència a la intempèrie. Propietats elèctriques El PTFE té una baixa constant dielèctrica i una pèrdua dielèctrica en un ampli rang de freqüències, i té un alt voltatge de ruptura, resistivitat de volum i resistència a l'arc.
Resistència a la radiació: la resistència a la radiació del politetrafluoroetilè és baixa (104 rad). Es degrada després d'haver estat exposat a radiacions d'alta energia, i les propietats elèctriques i mecàniques del polímer es redueixen significativament.
Polimerització El politetrafluoroetilè es produeix per polimerització de radicals lliures de tetrafluoroetilè. Les reaccions de polimerització industrial es duen a terme amb agitació en presència d'una gran quantitat d'aigua per dispersar la calor de reacció i facilitar el control de la temperatura. La polimerització es realitza generalment a 40 a 80 graus i una pressió de 3 a 26 kgf/cm2. Es poden utilitzar persulfats inorgànics i peròxids orgànics com a iniciadors, o es pot utilitzar un sistema d'iniciació redox. Cada mol de tetrafluoroetilè allibera calor de 171,38 kJ durant la polimerització. La polimerització per dispersió requereix l'addició de tensioactius perfluorats, com l'àcid perfluorooctanoic o les seves sals.
Aplicacions El PTFE es pot formar per compressió o extrusió; també es pot convertir en dispersions aquoses per a recobriment, impregnació o fabricació de fibres. El PTFE s'utilitza àmpliament com a materials resistents a altes i baixes temperatures, resistents a la corrosió, materials aïllants, recobriments antiadherents, etc. en energia atòmica, aeroespacial, electrònica, elèctrica, indústria química, maquinària, instruments, comptadors, construcció, tèxtil, alimentació i altres indústries.
Resistència a l'envelliment atmosfèric: resistència a la radiació i baixa permeabilitat: la superfície i el rendiment es mantenen sense canvis després d'una exposició a llarg termini a l'atmosfera. No inflamabilitat: l'índex de limitació d'oxigen és inferior a 90.
Resistència a àcids i àlcalis: insoluble en àcids forts, àlcalis forts i dissolvents orgànics. Resistència a l'oxidació: resistent a la corrosió per oxidants forts. Acidesa i alcalinitat: neutre.
El PTFE és mecànicament suau. Té una energia superficial molt baixa.
El politetrafluoroetilè (F4, PTFE) té una sèrie d'excel·lents propietats de rendiment: resistència a alta temperatura - temperatura d'ús a llarg termini de 200 ~ 260 graus, resistència a baixa temperatura - encara suau a -100 graus; resistència a la corrosió: resistent a l'aigua regia i a tots els dissolvents orgànics; Resistència a la intempèrie: la vida d'envelliment més llarga dels plàstics; alta lubricació: té el coeficient de fricció més petit en plàstics (0,04); antiadherent: té la tensió superficial més petita en materials sòlids sense adherir-se a res; no tòxic: té inercia fisiològica; excel·lents propietats elèctriques, és un material d'aïllament de classe C ideal.
Propòsit: El material PTFE s'utilitza àmpliament en sectors importants com la indústria nacional de defensa, l'energia atòmica, el petroli, la ràdio, la maquinària elèctrica, la indústria química, etc. Productes: barres de PTFE, canonades, plaques, plaques tornejades. El PTFE és un polímer de tetrafluoroetilè. L'abreviatura anglesa és PTFE. La fórmula estructural és . Va ser descobert a finals de la dècada de 1930 i posat en producció industrial a la dècada de 1940.
Propietats: el pes molecular relatiu del politetrafluoroetilè és relativament gran, que oscil·la entre centenars de milers i més de 10 milions, i en general milions (el grau de polimerització és de l'ordre de 104, mentre que el polietilè només és de 103). En general, la cristalinitat és del 90 al 95% i la temperatura de fusió és de 327 a 342 graus. Les unitats CF2 de la molècula de politetrafluoroetilè estan disposades en forma de ziga-zaga. Atès que el radi de l'àtom de fluor és lleugerament més gran que el de l'hidrogen, les unitats CF2 adjacents no poden estar completament orientades a la creu, sinó que formen una cadena retorçada en espiral, que està gairebé coberta pels àtoms de fluor. a la superfície de tota la cadena polimèrica. Aquesta estructura molecular explica les diferents propietats del PTFE. Quan la temperatura és inferior a 19 graus, es forma una hèlix 13/6; a 19 graus, es produeix un canvi de fase i les molècules es desenrotllen lleugerament per formar una hèlix 15/7.
Tot i que la ruptura dels enllaços carboni-carboni i els enllaços carboni-fluor en els perfluorocarburs requereix una absorció d'energia de 346,94 i 484,88 kJ/mol respectivament, la despolimerització del politetrafluoroetilè per generar 1 mol de tetrafluoroetilè només requereix 171,38 kJ d'energia. Per tant, durant el craqueig a alta temperatura, el politetrafluoroetilè es despolimeritza principalment en tetrafluoroetilè. Les taxes de pèrdua de pes (%) del politetrafluoroetilè a 260, 370 i 420 graus són 1×10-4, 4×10-3 i 9×10-2 per hora respectivament. Es pot veure que el PTFE es pot utilitzar durant molt de temps a 260 graus. Com que també es produeixen subproductes altament tòxics com el fluorofosgen i el perfluoroisobutilè durant el craqueig a alta temperatura, s'ha de prestar especial atenció a la protecció de seguretat i a evitar que el politetrafluoroetilè entri en contacte amb flames obertes. Propietats mecàniques El seu coeficient de fricció és extremadament petit, només 1/5 del polietilè, que és una característica important de la superfície de perfluorocarboni. I com que la força intermolecular entre les cadenes de fluor i carboni és extremadament baixa, el politetrafluoroetilè no és enganxós.
El PTFE manté excel·lents propietats mecàniques en un ampli rang de temperatures de -196 a 260 graus. Una de les característiques dels polímers de perfluorocarboni és que no són fràgils a baixes temperatures.
Resistència química i resistència a la intempèrie Excepte els metalls alcalins fosos, el PTFE gairebé no es corroeix per cap agent químic. Per exemple, quan es bull en àcid sulfúric concentrat, àcid nítric, àcid clorhídric o fins i tot aqua regia, el seu pes i el seu rendiment es mantenen sense canvis. També és gairebé insoluble en tots els dissolvents i només és lleugerament soluble en tots els alcans per sobre de 300 graus (uns 0,1 g/100 g). El PTFE no absorbeix la humitat, és no inflamable i és extremadament estable a l'oxigen i als raigs ultraviolats, per la qual cosa té una excel·lent resistència a la intempèrie. Propietats elèctriques El PTFE té una baixa constant dielèctrica i una pèrdua dielèctrica en un ampli rang de freqüències, i té un alt voltatge de ruptura, resistivitat de volum i resistència a l'arc.
Resistència a la radiació: la resistència a la radiació del politetrafluoroetilè és baixa (104 rad). Es degrada després d'haver estat exposat a radiacions d'alta energia, i les propietats elèctriques i mecàniques del polímer es redueixen significativament.
Polimerització El politetrafluoroetilè es produeix per polimerització de radicals lliures de tetrafluoroetilè. Les reaccions de polimerització industrial es duen a terme amb agitació en presència d'una gran quantitat d'aigua per dispersar la calor de reacció i facilitar el control de la temperatura. La polimerització es realitza generalment a 40 a 80 graus i una pressió de 3 a 26 kgf/cm2. Es poden utilitzar persulfats inorgànics i peròxids orgànics com a iniciadors, o es pot utilitzar un sistema d'iniciació redox. Cada mol de tetrafluoroetilè allibera calor de 171,38 kJ durant la polimerització. La polimerització per dispersió requereix l'addició de tensioactius perfluorats, com l'àcid perfluorooctanoic o les seves sals. Coeficient d'expansió (25~250 graus) 10~12×10-5/grau.